SU873327A1 - Устройство дл защиты трехфазной нагрузки от исчезновени фаз сети питани - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам релейной защиты.

Известно устройство для защиты трехфазной электроустановки от работы на двух фазах, содержащее включен- ⁵ ные в фазы защищаемой электроустановки трансформаторы тока, вторичные обмотки которых соединены последовательно в разомкнутый треугольник и подключены через пороговые элементы и ограничительные резисторы к управляющим электродам тиристоров исполнительных органов. Сердечники трансформаторов, тока выполнены из материала с прямоугольной петлей гистерезиса [Q.

Недостатками данного устройства являются сложность схемного решения (устройство содержит достаточно боль- _м шое число слагающих элементов), выполнение сердечников трансформаторов тока из материала с прямоугольной петлей перемагничивания, что услож2 няет процесс изготовления устройства из-за невозможности использования серийных трансформаторов, возможность ложной работы исполнительного органа, включенного между фазами, в слу. ® чае соединения нагрузки в звезду с нулем и при определенном значении ее коэффициента мощности (когда при работе на двух фазах сигнал подается в схему от двух трансформаторов тока, причем импульсы разной полярности возникают на вторичных обмотках неодновременно и не компенсируют друг друга), возможность ложной ра_ί5 боты при защите трахфазной электроустановки , имеющей несимметричную нагрузку по фазам (как неоднородную, так и неравномерную).

Наиболее близким техническим ре20 шением к изобретению является устройство для защиты трехфазной нагрузки от изменения чередования и обрыва фаз содержащее три тиристора, анодами подключенные к фазам питающей се3 ти. Управляющий электрод каждого из тиристоров через последовательно включенные стабилитрон и резистор соединен с катодом тиристора в предыдущей фазе. Катода упомянутых тиристоров через резисторы соединены с исполнительным органом, например реле, вторым концом соединенным с нейтральным проводом сети Г23.

Недостатками устройства для защиты трехфазной нагрузки от изменения чередования и обрыва фаз является необходимость нулевого провода, усложняющая устройство, его монтаж и эксплуатацию, снижающая надежность его работы (из-за возможности ложной работы при повреждениях нулевого провода) .

Цель изобретения - упрощение устройства и повышение надежности защиты трехфазной нагрузки от исчезновения фаз сети питания.

Цель достигается тем, что в устройстве в качестве реагирующих элементов используют оптроны,.а цепочки, состоящие из последовательно соединенных оптрона, стабилитрона и резистора, соединены в треугольник, узлы которого подключены к фазам питающей сети, причем параллельно одной из упомянутых цепочек включены последовательно соединенные диод и обмотка исполнительного органа, шунтированная конденсатором.

На фиг. 1 показана электрическая схема устройства, на фиг. 2 - диаграм-³⁵. ма мгновенных значений напряжений.

Устройство содержит фототиристоры оптронов 1-3, стабилитроны 4-6, резисторы 7-9, светодиоды 9-12 оптронов, диод 13, исполнительный элемент 14, конденсатор 15. На фиг. 2 показано: Т - период переменного напряжения сети питания, U_&T — напряжение стабилизации стабилитронов, Цд_В, Ug_c, — линейные напряжения сети питания , t._; , , 12, — моменты отпирания фототиристоров.

В нормальном режиме работы на зажимах А, В, С устройства для защиты трехфазной нагрузки от исчезновения фаз сети питания действует трехфаэная симметричная система напряжения, показанная на фиг. 2. При· величине подаваемого напряжения, большей напряжения стабилизации U_CT стабилитронов, светодиод 12 обтекается током^-. В момент времени Ц (см. фиг. 2) на аноде тиристорной структуры напряже873327 4 ние достигает величины U_CT, последняя под действием светового потока светодиода 12 открывается и остается в этом состоянии под действием про₅ текающего через нее тока (импульс запуска после этого может быть снят). Одновременно ток проходит через светодиод 10, вызывая отпирание фототиристора 2 при положительном напряжеЮ нии на его аноде. С начала положительного полупериода напряжения U_C£j до момента времени t.^ ток протекает . через диод 13, осуществляя заряд конденсатора 15 и питание катушки 14 ₁₅ исполнительного элемента. В момент времени tстабилитрон 5 пробивается и через светодиод 11 протекает ток. Под действием светового потока аналогично предыдущим отпирается фото20 тиристор 3 и в момент времени через светодиод 12 начинает протекать ток. Далее процессы кольцевого поочередного отпирания фототиристоров 1-3 повторяются. Схема находится в устой25 чивом состоянии. Катушка исполнитель«ного элемента 14, питаемая через фототиристор 2 и разделительный диод 13 в положительный полупериод напряжения и подпитываемая конденса₃₀ тором 15 в отрицательный, вызывает срабатывание исполнительного элемента и подачу напряжения на зажимы нагрузки (включение диода исключает протекание тока через светодиод 11 от конденсатора 15).

В схеме применены переменные резисторы 7-9, позволяющие установить в схеме требуемые уровни токов, не превышающие допустимые. Включением ⁴⁰ стабилитронов 4-6 достигается стабилизация моментов времени начала протекания управляющих токов (t₄ , При обрыве одной из фаз питающего напряжения на одном из оптронов обры⁴⁵ вается кольцевой режим работы схемы, после чего все фототиристоры запираются, катушка 14 обесточивается и исполнительный элемент отключает нагрузку. Из-за обрыва одной из фаз 50 питающего напряжения запуск схемы в этом режиме невозможен(ввиду невозможности восстановления кольцевого режима работы схемы, для чего необходимо наличие всех трех линейных на55 пряжений).

Соединение цепей устройства в треугольник позволяет исключить из схемы нулевой провод. Это упрощает уст873'327 ройство, его монтаж и эксплуатацию. Устранение нулевого провода, кроме того, повышает надежность защиты трехфазной нагрузки от исчезновения фаз сети питания вследствие исключения ложных срабатываний в нормальном режиме работы при повреждениях нулевого провода.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к электро;технике , а именно к устройствам релейной защиты. Известно устройство дл  защиты трехфазной электроустановки от работы на двух фазах, содержащее включен ные в фазы защищаемой электроустанов ки трансформаторы тока, вторичные об мотки которых соединены последовательно в разомкнутый треугольник и. подключены через пороговые элементы и ограничительные резисторы к управл ющим электродам тиристоров исполнительных органов. Сердечники трансформаторов , тока выполнены из материала с пр моугольной петлей гистерезиса П} . Недостатками данного устройства   л ютс  сложность схемного решени  (устройство содержит достаточно боль шое число слагающих элементов), выполнение сердечников трансформаторов тока из материала с пр моугольной петлей перемагничивани , что услож;Н ет процесс изготовлени  устройства из-за невозможности использовани  серийных трансформаторов, возможность ложной работы исполнительного органа , включенного между фазами, в случае соединени  нагрузки в звезду с нулем и при определенном значении ее коэффициента мощности (когда при работе на двух фазах сигнал подаетс  в схему от двух трансформаторов тока, причем импульсы разной пол рности возникают на вторичных обмотках неодновременно и не компенсируют друг друга), возможность ложной работы при защите трахфазной электроустановки , имеющей несимметричную нагрузку по фазам (как неоднородную, так и неравномерную). Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  устройство дл  защиты трехфазной нагрузки от изменени  чередовани  и обрыва фаз содержащее три тиристора, анодами подключенные к фазам питающей сети . Управл ющий электрод каждого из тиристоров через последовательно включ(нные стабилитрон и резистор соединен с катодом тиристора в преды дущей фазе. Катодр упом нутых тиристоров через резисторы соединены с исполнительным органом, например реле , вторым концом соединенным с нейтральным проводом сети Г23. Недостатками устройства дл  защиты трехфазной нагрузки от изменени  чередовани  и обрыва фаз  вл етс  необходимость нулевого провода, усложн юща  устройство, его монтаж и эксплуатацию, снижающа  надежность его работы (из-за возможности ложной работы при повреждени х нулевого про вода) . Цель изобретени  - упрощение устройства- и повышение надежности защит трехфазной нагрузки от исчезновени  фаз сети питани . Цель достигаетс  тем, что в устройстве в качестве реагирующих элементов используют оптроны,.а цепочки состо щие из последовательно соединенных рптрона, стабилитрона и резис тора, соединены в треугольник, узлы которого подключены к фазам питающей сети, причем параллельно одной из упом нутых цепочек включены последовательно соединенные диод и обмотка исполнительного органа, шунтированна конденсатором. На фиг. 1 показана электрическа  схема устройства, на фиг. 2 - диагра ма мгновенных значений напр жений. Устройство содержит фототиристоры оптронов 1-3, стабилитроны 4-6, резисторы 7-9, светодиоды 9-12 оптронов , диод 13, исполнительный элемент 14, конденсатор 15. На фиг. 2 показано: Т - период переменного напр же ни  сети питани , ( - напр жение стабилизации стабилитронов, , УВС - линейные напр жени  сети питани  , t,j , trt , t   - моменты отпирани  фототиристоров, В нормальном режиме работы на зажимах А, В, С устройства дл  защиты трехфазной нагрузки от исчезновени  фаз сети питани  действует трехфазна  симметрична  система напр жени , показанна  на фиг. 2. При- величине подаваемого напр жени , больщей напр жени  стабилизации U стабилитро нов, светодиод 12 обтекаетс  током. В момент времени t (см. фиг. 2) на аноде тиристорной структуры напр же74 ние достигает величины U,. , послед-. н   под действием светового потока светодиода 12 открываетс  и остаетс  в этом состо нии под действием протекающего через нее тока (импульс запуска после этого может быть сн т). Одновременно ток проходит через светодиод 10, вызыва  отпирание фототиристора 2 при положительном напр жении на его аноде. С начала положительного полупериода напр жени  Uccj ДО момента времени t ток протекает через диод 13, осуществл   зар д конденсатора 15 и питание катушки 14 исполнительного элемента. В момент времени t. стабилитрон 5 пробиваетс  и через светодиод 11 протекает ток. Под действием светового потока аналогично предьодутцим отпираетс  фототиристор Зин момент времени tj через светодиод 12 начинает протекать ток. Далее процессы кольцевого поочередного отпирани  фототиристоров 1-3 повтор ютс . Схема находитс  в устойчивом состо нии. Катушка исполнитель«ного элемента 14, питаема  через фототиристор 2 и разделительный диод 13 в положительный полупериод напр жени  Uc:4 и подпитываема  конденсатором 15 в отрицательный, вызывает срабатывание исполнительного элемента и подачу напр жени  на зажимы нагрузки (включение диода исключает протекание тока через светодиод 11 от конденсатора 15). В схеме применены переменные резисторы 7-9, позвол ющие установить в схеме требуемые уровни токов, не превьппающие допустимые. Включением стабилитронов 4-6 достигаетс  стабилизаци  моментов времени начала протекани  управл ющих токов (t ,t,j,t). Цри обрыве одной из фаз питающего напр жени  на одном из оптронов обрываетс  кольцевой режим работы схемы, после чего все фототиристоры запираютс , катущка 14 обесточиваетс  и исполнительный элемент отключает нагрузку . Из-за обрыва одной из фаз питающего напр жени  запуск схемы в этом режиме невозможен(ввиду невозможности восстановлени  кольцевого режима работы схемы, дл  чего необходимо наличие всех трех линейных напр жений ). Соединение цепей устройства в треугольник позвол ет исключить из схемы нулевой провод. Это упрощает устройство , его монтаж и эксплуатацию. Устранение нулевого провода, кроме того, повышает надежность защиты трехфазной нагрузки от исчезновени  фаз сети питани  вследствие исключени  ложных срабатываний в нормальном режиме работы при иовреждени х нулевого провода. Формула изобретени  Устройство дл  защиты трехфазной нагрузки от исчезновени  фаз сети питани , содержащее тиристоры (реаги руювше элементы) по чисЛу фаз, управл ющие электроды каждого из которых через стабилитрон и резистор сое динены с катодом тиристора, подключенного анодом к предыдущей, фазе, и исполнительный орган, о т л и Ч а ю DI е е С Я тем, что, с цельк упрощени  устройства и повышени  его надежности, в качестве реагнрукчцих элементов использую- оптроны, а цепочки , состо щие из последовательно соединенных оптрона, стабилитрона и резистора, соединены в треугольник, узлы которого подключены к фазам питаюп (ей сети, причем параллельно одной из упом нутых цепочек включены последовательно соединенные диод и обмотка исполнительного органа, шунтированна  конденсатором. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 547901, кл. Н 02 Н 7/00, 1976.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 579675, кл. Н 02 Н 7/09, 1975.

   У